《星際爭霸戰:浩瀚無垠》的曲速引擎是否存在?

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曲速引擎(Warp drive)是一種超光速推進系統,經常出現於科幻小說的設定中,尤以在影片《星際爭霸戰》(Star Trek)中最為常見。一架裝載著曲速引擎的宇宙飛船,可以以快於光速的速度航行,同時又迴避了時間膨脹的相對論性的問題。與其他科幻作品的超光速技術比如:跳躍引擎。曲速引擎並不允許在兩點間進行瞬時旅行;曲速引擎技術在宇宙飛船周圍創造出了一種正常時空的人工氣泡,而以曲速速率航行的宇宙飛船在正常時空中仍能繼續與物質相互作用。

運用空間翹曲作為推進工具已成為一些物理學家的研究項目,例如:米給爾·阿庫別瑞的理論推導主題,與以他命名的阿庫別瑞引擎(Alcubierre drive)是一項推敲性的時空數學模型,可以仿造出《星際爭霸戰》裡,作為跨星際的超光速航行的工具──曲速引擎,因此才被俗稱為曲速引擎,這種名稱也出現在物理學的期刊論文之中。

阿庫別瑞引擎遵守廣義相對論中愛因斯坦方程式,在這範疇下建立出一項特別的時空度規。物理學家米給爾·阿庫別瑞(Miguel Alcubierre)於1994年提出了波動方式展延空間,導致航行器前方的空間收縮而後方的空間擴張,前後所連成的軸向即為想要航行的方向。

阿庫別瑞提出創造一種波來改變空間的幾何形體的方法,航行器可以在一個平坦的空間中乘著波移動,也就是曲速泡。太空船在泡泡中本身不會移動,而是整個泡泡移動時會帶著太空船前進。

航行器在一個區間內乘著波動前進,這區間稱為『曲速泡』它是一段平直時空。航行器在泡泡內並不真的在移動,而是由泡泡帶著船走,廣義相對論中對於物體速度不可超過局域光速的限制則會派不上用場。雖然阿庫別瑞提出的度規在數學上是可行的也符合愛因斯坦的相關學說、理論,但其計算結果可能沒有物理學上的意義,也不一定表示真的能夠建造這種裝置。

在《星際爭霸戰:浩瀚無垠》(Star Trek Beyond)所出現的曲速引擎,也是於影集播出便不斷使用的科技,而阿庫別瑞引擎只是曲速引擎的一項研究,研究曲速的科學家非常多,也是美國國家航空暨太空總署(NASA)的項目之一,透過以上敘述,曲速是否跟蟲洞相像?或許相像,但不太一樣。

阿庫別瑞引擎是將空間做一定的程度的壓縮與擴張,使航行使用的時間減少,而蟲洞則是在兩個時空另開一個類似軌道的空間,航行器通過這個軌道來到達,而目前沒有任何方法能控制蟲洞,但曲速的研究與實驗已越來越明朗,未來的五十年,我們或許能看到曲速引擎帶給人類的龐大影響。

圖片來源UIP

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